第三節 乳膠漆的成膜機理
乳膠漆的成膜要經過一個從分散著的聚合物顆粒和顏料顆粒相互聚結成為整體的過程。
圖11.5 乳膠漆的成膜示意圖 |
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水分的揮發速度對成膜質量很有影響,應該揮發得慢些,使之有足夠的時間相互聚結,為此常加入二元醇。
第四節 聚合物乳液特性
1.最低成膜溫度(MFT)
MFT是乳膠體系形成連續涂膜的最低溫度。
在一定的低溫條件下,聚合物乳液中的水分揮發以后,乳膠粒仍為離散的顆粒,并不能融為一體。在高于某一特定的溫度時,水分揮發以后,各乳膠粒中的分子會互相滲透,互相擴散,聚結為一體而成為連續透明的薄膜。
影響MFT的因素:
①聚合物的組成。硬單體、軟單體的用量。②核殼結構。③成膜助劑。
當有成膜助劑存在時,MFT可用下式表示:
Vp:聚合物的體積分數;Va:成膜助劑的體積分數;Tgp:聚合物的玻璃化溫度;
Tga:成膜助劑的玻璃化溫度;α:成膜助劑在聚合物中的分配系數;K:常數
成膜助劑的加入量:4~8%.
成膜助劑有:120~125℃的惰性溶劑,如松節油、甲基芐醇、十氫萘、石油溶劑油、Taxanol(三甲基戊二醇單異丁酸酯)、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚等。
2.殘余單體含量
對乳液中不同的單體殘留量有明確的規定,如
丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯<0.1%; 醋酸乙烯<0.5%
劇毒的丙烯腈、氯乙烯<10mg/L。
3.粒度和粒度分布
聚合物乳液有的渾白,有的細膩而有微藍光散射,有的則半透明呈彩虹光,這就是乳液中聚合物顆粒的粒徑和粒度分布所反映,乳液一般實用的粒徑范圍是0.1~0.5μm。
①采用非離子乳化劑和保護膠體,乳膠粒徑較大。
②采用陰離子乳化劑,乳膠粒徑較小。
當粒徑<0.1μm,接近水溶膠,外觀半透明而有彩虹光。
有光漆:粒徑較小,且粒徑分布較窄。
平光漆、底漆:粒徑較大,分布較寬。
4.機械穩定性
測定方法是采用4000~5000r/min的高速剪切設備,經0.5h攪拌,有無破乳、凝塊。
5.化學穩定性
乳液 : 5%氯化鈣溶液=5 : 1
于一定時間內觀察乳液有無凝析現象。
6.熱穩定性
60℃保持5天,觀察狀態變化。沒有發生變化說明乳液高溫穩定性好;發生沉淀或出現凝膠,其高溫穩定性差。
7.凍融穩定性
-16℃過夜,使之冰凍,然后在室溫(25℃)熔融。如此循環3~5次而不破乳者則可認為凍融穩定性良好。
第五節 建筑用乳膠漆的配方
以下是一個白色平光外墻涂料配方:
丙烯酸酯共聚乳液(50%) |
40 |
金紅石型鈦白 |
20 |
20 |
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二異丁烯順丁烯二酸酐共聚物 |
0.7 |
烷基苯基聚環氧乙烷 |
0.2 |
0.2 |
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0.3 |
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0.8 |
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乙二醇 |
2.0 |
水 |
15.8 |
氨水 |
適量,使pH8~9 |
展望
1.低VOC乳液。一般乳膠漆含4~8%成膜助劑。
2.提高漆膜的性能。①引入Si、F,提高耐久性。②改變聚合物分子在漆膜中堆砌的形態